Při provozu elektrických obvodů vysokého napětí je to často jev definovaný v regulačních dokumentech jako mezifázový obvod. Tato odchylka od běžného provozu napájecích systémů je spojena s poruchami napájecích vedení, jejichž důsledky jsou nepředvídatelné. Obzvláště nebezpečná povaha možného poškození vyžaduje řešení řady otázek týkajících se toho, co je tento jev, jakých problémů to vede a jak jim zabránit.
Pojetí a příčiny uzavření
Mezifázový obvod elektřiny ve vícefázových obvodech je nezamýšlené spojení izolovaných vodičů s poškozeným ochranným povlakem.
V některých případech se projevuje jako jednofázová zemní porucha nebo jako funkční elektrické zařízení.
Tento stav elektrické sítě je porušením běžného režimu provozu systému a je považován za nouzový stav. V tomto případě, v bodech uzavření dvou vodičů nebo v bodech jejich kontaktu se zemí, proud podstatně vzroste. Jeho maximální hodnota někdy dosahuje několika tisíc ampér. Nekontrolované toky elektřiny mohou vést k ničivým následkům.
Příčiny mimořádných událostí v elektrických sítích vysokého napětí jsou:
- Poškození ochranné izolace každého fázového vodiče v důsledku porušení pravidel pro provozování kabelových vedení.
- Náhodné přerušení jednoho z vodičů vzduchového kabelu a jeho zkrat k jinému vodiči nebo kostře.
- Zkratování drátu s poškozenou izolací do krytu stávající elektrické instalace.
Každý z případů zkratu je důsledkem hrubého porušení pravidel pro provoz elektrických zařízení a musí být v souladu s požadavky regulačních dokumentů důkladně prošetřen.
Druhy poruch
Podle typu napájecího zdroje jsou všechny zkraty rozděleny na poškození, ke kterému došlo v jednofázových nebo třífázových obvodech, a podle počtu - do jednoduchých a dvojitých poruch. Nejjednodušším případem jsou jednofázové vedení, ve kterém je možné pouze jednofázové uzavření do neutrálního stavu nebo do země. Třífázový zkrat má velký počet možností, protože počet vodičů v kabelu se zvyšuje na 3. Jsou možné následující možnosti poškození:
- Zkrat dvou vodičů vysokého napětí mezi sebou.
- Zkrat jednoho vodiče na neutrál nebo na kostru (jednofázové zkraty).
- Kontakt dvou vodičů s povrchem země najednou.
V každém z těchto případů, včetně dvoufázového zkratu k zemi, se uvažovaná porucha projevuje zvláštním způsobem, který se vyznačuje rozptylem proudů a distribucí nouzových potenciálů. Kromě těchto faktorů je současný proces popsán indikátorem, jako je dotykové napětí. Specifikovaný parametr představuje napětí aplikované na lidské tělo mezi dvěma body kontaktu s holým drátem.
Stejný typ nebezpečných účinků zahrnuje potenciální rozdíl, který se objevuje mezi částmi těla, které přicházejí do styku s holým drátem, uzavřeným k zemi. U jednofázového zkratu je obzvláště zajímavá otázka, jaké velikosti dotykové napětí dosáhne, když je fáze uzavřena. Podle ustanovení PUE závisí tento indikátor na vzdálenosti mezi kontaktními zónami a s jeho zvyšováním se zvyšuje.
V některých případech, kdy je odpor vůči šíření proudu k zemi příliš vysoký, dosáhne kontaktní napětí pro osobu nebezpečnou hodnotu.
Důsledky KZ
Nebezpečné projevy mezifázového uzavření třífázového obvodu (stejně jako jednofázového) zahrnují důsledky spojené s tokem extrémně velkých hodnot v aktuální linii. Přirozeně se stávají příčinou následujících mimořádných událostí:
- Výskyt požáru v důsledku tání a silného zahřívání izolace fázových vodičů.
- Porucha elektrického zařízení připojeného k poškozenému vedení.
- Úraz elektrickým proudem osobě, která byla náhodně zachycena v nouzovém obvodu.
Při pohybu v této zóně je důležité vzít v úvahu tak zvané „krokové napětí“, které se vytváří v důsledku šíření svodového proudu do půdy mezi nohami osoby. Tento indikátor se počítá mezi nohami při pohybu kolem kabelu, který spadl na zem. Může také dosáhnout nebezpečných hodnot, zejména při nehodách na vysokonapěťových venkovních vedeních 6,3-10 kW. Proto jsou PUE instruovány, aby se pohybovaly v těchto zónách charakteristickým krokem husa-noha: noha je pevně spojená s nohou.
Hlavní podmínkou pro spolehlivou ochranu proti jednofázovým a dvoufázovým poruchám v elektrických vedeních 220/380 V je kvalitní izolace, která vydrží zkušební napětí až do 1000 V. Hodnota jeho odporu by podle PUE měla být alespoň 0,5 megohms pro každou z fází. Aby nedocházelo k požárům a poruchám zařízení, jsou v silových obvodech instalovány speciální ochranné prostředky, které zajišťují okamžité vypnutí vedení v případě zkratu. Mezi tato zařízení patří:
- Lineární automatické pojistky.
- Proudové chrániče a vysokonapěťová relé.
- Automatické jističe a další.
S jejich pomocí je možné zabránit ničivým důsledkům uzavření fází, které se někdy vyskytují z důvodů nezávislých na osobě.
Díky včasnému přijetí vhodných opatření je možné udržovat integritu materiálních zdrojů a chránit personál před zařízením před úrazem elektrickým proudem.
Mezifázový obvod vedení vysokého napětí: způsoby ochrany
V napájecích obvodech s provozním napětím vyšším než 1 000 voltů není dovoleno používat automatické odpojovače, protože při otevření jejich silových kontaktů se vytváří oblouk s vysokým výkonem. V tomto případě se k přepínání potrubí používají spínače oleje, vakua nebo plynu.
Reléové obvody se také používají k ochraně vysokonapěťových sítí. Liší se jednoduchým provedením a převádějí zařízení pracující podle zákona Faradayovy indukce - vedení elektrického pole. Reléové zařízení, které poskytuje ochranu vedení vysokého napětí proti přepětí, je založeno na proudovém transformátoru. S jeho pomocí je možné řídit množství proudu v nouzovém vedení a, když dosáhne limitní hodnoty, vygenerovat signál, který vstupuje do vinutí výkonného elektromagnetu. Toto ochranné zařízení po jeho činnosti odpojí celý napájecí obvod od zdroje napájení.
Bez ohledu na dostupnost spínacího zařízení je hlavním způsobem ochrany před mezifázovými a třífázovými poruchami použití kabelových produktů s vysoce kvalitní izolací. Za těchto podmínek je jakékoli vysokonapěťové vedení schopné odolat zkratovým proudům, které jsou mnohonásobně vyšší než přípustná norma.
Preventivní opatření
Nejúčinnějším a nejspolehlivějším způsobem, jak zabránit zkratům, je profesionální přístup k řešení následujících technických a organizačních problémů:
- Výběr vhodného napájecího kabelu, který vydrží velké nadproudy.
- Přísné dodržování pravidel instalace a provozu elektrických sítí, jakož i strojů a zařízení k nim připojených.
- Přítomnost akceptačních certifikátů systému napájení při jeho uvedení do provozu.
- Použití moderních typů ochranných zařízení, které zaručují okamžité vypnutí linky v případě nouze.
Zvláštní pozornost je věnována preventivním opatřením prováděným v přísném souladu s požadavky současných norem. Podle ustanovení týkajících se údržby elektrických sítí je prevence prováděna podle předem vypracovaného plánu schváleného vedoucím konkrétní jednotky. Při jeho implementaci je nutné rozlišovat následující typy preventivní údržby:
- Vizuální prohlídky.
- Rutinní a preventivní údržba.
- Zkoušení elektrických zařízení během jejich přejímky a během provozu.
Zkratování elektrických vodičů k zemi je velmi nebezpečný jev, který může vést k požáru a následnému požáru. Kromě toho je plná možnost porazit lidi obsluhující zařízení vysokým napětím. To v konečném důsledku nutí přijmout zvláštní ochranná opatření k zajištění normálního provozu sítí v nepřítomnosti kritických režimů.
